發電廠繼電保護裝置的常見故障和改進對策

廣州東方電力有限公司 王賜來

在發電廠中，繼電保護裝置主要起到監測和保護作用，可對發電廠運行電氣設備進行監測，并在監測過程中及時發現故障，實現警報反饋；與此同時，對故障電氣設備進行切除隔離，最大限度地保障發電廠安全穩定可靠運行[1]。

1 繼電保護裝置在發電廠中的具體運用

1.1 繼電保護裝置的作用

繼電保護裝置能保障發電廠安全穩定可靠運行，在發電廠運行設備出現故障時，繼電保護裝置可直接實現故障位置的定位，且及時將故障設備進行切除隔離，將故障造成的影響最大限度的降至最低，減少發電廠的損失；另外繼電保護裝置能將故障點予以反饋，發電廠運行和檢修人員可根據反饋及時準確做好故障設備的隔離安全措施和檢修工作，降低故障設備所造成的影響程度，確保發電廠安全穩定可靠運行。繼電保護裝置可在控制范圍內進行有效的工作，穩定性和安全性均可得到保障，繼電保護裝置也可實現對運行電氣系統的保護，使發電廠運行電氣系統整體安全得到保障。繼電保護裝置在發電廠運行中，同時也起到監控的作用，其可實現發電廠運行設備的有效監控，最大限度保障發電廠安全運行，因此要重視發電廠繼電保護裝置的監控作用，促使繼電保護裝置將監控作用發揮到最大[2]。

1.2 保護發電機變壓器組

發電機變壓器組是發電廠的核心部件，所以監測和保護好發電機變壓器組是繼電保護裝置的一個十分重要的任務，使用繼電保護裝置保護發電機變壓器時，首先應根據發電機變壓器的型號選擇與之相匹配的繼電保護裝置；其次在安裝前，結合發電廠實際情況選擇好繼電保護裝置并配置好與之相適應的保護配置方案，確保發電機變壓器組保護的速動性、靈敏性、選擇性、可靠性。在實現上述特性的同時，應充分考慮繼電器保護裝置的經濟性。

1.3 保護發電廠廠用電系統

發電廠廠用電系統是發電廠的一個血液中樞，它給發電廠其他設備提供源源不斷的血液，廠用電系統一旦出問題整個發電廠就得趴窩，所以繼電保護裝置為廠用電系統保駕護航是它矢志不渝的責任。繼電保護裝置對發電廠廠用電系統具體作用如下：

首先，繼電保護裝置給發電廠廠用電系統不同電壓等級的母線提供保護和監測，當母線出現異常或故障時，繼電保護裝置可及時給出報警反饋或將故障母線切除隔離；其次就是對廠用電系統各母線電源開關進行保護和監測。廠用電系統母線的安全穩定運行很大程度上取決于電源開關供電的可靠性，所以對電源開關的保護和監測十分重要；最后就是對廠用電系統的監測，如果廠用電系統采用“2低壓設備配置+1用電監控系統”監測模式，需要將上級DCS連接到電監視系統，然后通過通信網絡連接下級繼電保護裝置，還可以使用DCS或監視系統來收集和傳輸輔助電源系統的電氣測量結果。廠用系統的監測配置合理不僅可大量減少二次電纜的數量，且還可大大提高廠用電系統自動化的整體水平[3]。

1.4 保護發電廠各種負荷電源

發電廠中各種各樣的負荷電源成百上千，其中比較重要的負荷電源有引風機、送風機、一次風機、電動給水泵、循環水泵等，對這些負荷電源的保護同樣離不開繼電保護裝置，各種微機保護裝置基本都是它們的標配，如微機綜合保護測控裝置WDZ-430、WDZ-5323配置有電流速斷保護、負序過流Ⅰ段保護、負序過流Ⅱ段保護、接地保護、過熱保護、過熱禁止再啟動保護、長啟動保護、正序過流保護、過負荷保護等。

2 繼電保護裝置常見內外故障分析及處理對策

2.1 內部故障

繼電保護裝置插件故障。該故障的出現會使繼電保護裝置所具備的保護功能部分或全部失效。繼電保護裝置插件出現故障的原因有許多，其中一些常見的原因有元件老化、元件受大電流或大電壓沖擊、元件本身質量不合格等；繼電保護裝置I/O板接點故障。其主要表現為接點接觸不良、異響、消耗異常等。導致該故障發生的原因在于繼電保護裝置內接點被二氧化硫和其他硫化物的接觸腐蝕，促使繼電保護裝置接點部位發生位移情況，進而導致繼電保護裝置出現故障，影響保護裝置的正常運行，出現誤動或拒動現象。

繼電保護裝置裝置液晶顯示不正常。出現此現象原因主要是液晶板損壞或顯示芯片損壞；繼電保護裝置電壓頻率轉換器（VFC）板損壞。當VFC板損壞時，保護裝置面板會顯示DAC-ERR或保護裝置信號插件告警燈亮。引起電壓頻率轉換器（VFC）板損壞的原因主要有電源芯片損壞或VFC插件芯片損壞，以及采樣回路電容損壞等。

2.2 外部故障

繼電保護裝置的直流電源故障。直流電源故障有電壓偏低、充電模塊故障、逆變器故障等，其中最常見的就是直流系統接地故障，其對繼電保護裝置的影響非常大，輕則引起繼電保護裝置不能正常工作出現閉鎖，重則有可能引起拒動或誤動；繼電保護裝置外部接線松動。接線松動是最常見的一種故障，接線松動的原因有多，如檢修工藝、裝置長期處于高頻振動環境、接頭氧化等。

繼電保護裝置外部二次接線電纜絕緣降的降低和老化。由于發電廠到處都有高溫高壓的管道和設備，二次電纜所經之處環境相對比較惡劣，所以發電廠二次電纜發生絕緣降低和老化的現象相對較多；繼電保護裝置外部二次回路中繼電器故障。繼電器故障是二次回路中出現故障頻率最高的設備，繼電器出現故障的原因一般有兩個：一是繼電器線圈故障，如線圈燒糊；二是繼電器觸點故障，觸點故障又是其兩個原因中出現故障頻率相對較高的，繼電器觸點的材料，觸點上所加的電壓、電流大小等都對觸點使用壽命有著很大的影響。

2.3 干擾故障

主要由電磁波輻射、靜電干擾等因素所引起，繼電保護保護裝置檢修工作人員和運行人員在實際工作中所使用的通訊設備會產生電磁波輻射，而繼電保護裝置對電磁輻射的敏感度較高，繼電保護裝置若長期處于電磁輻射中其運行情況會受到干擾，如果在干擾的狀態下長期運行，勢必影響到裝置的工作質量，從而影響到發電廠的安全穩定運行。工作人員身上所帶有的靜電也會對繼電保護裝置產生干擾現象，工作人員接觸裝置時會進行放電，有可能使繼電保護裝置出現擾動[3]。

3 繼電保護裝置故障處理對策

落實二次回路巡檢制度：二次回路巡檢制度是實現繼電保護裝置故障排查與檢修的重要機制，其可實現繼電保護裝置工作質量的提升，使得繼電保護裝置處于持續正常穩定的工作狀態。因此發電廠要重視二次回路巡檢制度的有效落實，就能夠實現繼電保護裝置的有效維護。積極的采取抗干擾措施：繼電保護裝置對于干擾因素的敏感性較高，繼電保護裝置受到電磁波輻射干擾后，可能在錯誤信號的引導下進行保護工作，造成較大的影響，因此要重視軟件抗干擾、硬件抗干擾和制定相關無線電管理制度等措施的落實，實現對繼電保護裝置的保護，進而保障發電廠運行安全[3]。

嚴格按規定對繼電保護裝置及其二次回路執行定檢，持續提升檢修工藝水平，對相關設備的采購嚴把質量關；發電廠運行人員嚴格按規定對繼電保護裝置進行巡查，發現問題及時通知檢修處理，操作相關設備后及時對保護裝置進行檢查、復位及核對保護裝置是否與運行方式相匹配等。